明挖暗埋隧道側(cè)墻施工工藝優(yōu)化分析

關(guān)葉沆，方杰

（1.中交第二航務(wù)工程有限公司第五工程分公司，武漢430012；2.上海天佑工程咨詢有限公司，上海200000）

1 工程概況

襄陽(yáng)市東西軸線魚梁洲段項(xiàng)目明挖暗埋隧道全長(zhǎng)3.6km，共分為60個(gè)節(jié)段，全部為明挖暗埋隧道，邊降水邊開(kāi)挖支護(hù)，支護(hù)結(jié)構(gòu)上層為混凝土支撐、下層為鋼管支撐。其中YA9～YA12、YA23～YA34共16個(gè)節(jié)段為非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段，根據(jù)施工工藝組織，采用滿堂支架法施工，按不大于30m/節(jié)分段，同時(shí)由于第一道混凝土支撐底面標(biāo)高低于隧道結(jié)構(gòu)頂板頂面標(biāo)高，需分隧道底板、側(cè)墻、頂板3層進(jìn)行澆筑。基坑開(kāi)挖至基底后進(jìn)行防水及墊層施工，第一次澆筑底板施工完成之后拆除下層鋼支撐，進(jìn)入側(cè)墻施工工序，在第二次澆筑側(cè)墻及中隔墻的同時(shí)預(yù)埋換撐所需的預(yù)埋板，換撐后拆除上層混凝土支撐，最后澆筑頂板。目前，側(cè)墻施工采取滿堂支架+組合鋼模的方式，結(jié)合目前已完成YA34節(jié)段進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，目前施工工藝側(cè)墻施工耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)，施工工序多，施工空間受限，各工序間銜接緊密，前置工序的延誤直接影響后置工序施工，對(duì)總體進(jìn)度計(jì)劃造成了較大的延誤，同時(shí)直接導(dǎo)致降水運(yùn)營(yíng)費(fèi)用增加。

為保證總進(jìn)度計(jì)劃順利完成以及控制降水運(yùn)營(yíng)成本，將目前側(cè)墻施工工藝調(diào)整為桁架模板，并對(duì)此進(jìn)行了對(duì)比分析。

2 原施工方案介紹

本項(xiàng)目滿堂支架采用φ60mm體系盤扣支架，縱橫步距120m×90cm[1]，側(cè)墻模板采用150m×90cm小塊鋼模板組合而成，單塊模板尺寸300cm×360cm[2]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工組織安排，目前，滿堂支架法側(cè)墻施工已完成YA34-1、YA34-2兩個(gè)節(jié)段，滿堂支架法支架搭設(shè)7d、側(cè)模安裝2d、腳手管加固側(cè)模1d、側(cè)墻澆筑1d、固定1d、側(cè)強(qiáng)拆模2d、部分支架拆除1d、鋼斜撐安裝4d、施加軸力1d、支架恢復(fù)1d，共包括9道工序，累計(jì)耗費(fèi)21工日，具備進(jìn)入下道工序（混凝土支撐拆除及頂板施工）施工條件，各工序耗費(fèi)人工如表1所示。

表1 側(cè)墻施工工效分析統(tǒng)計(jì)表（滿堂支架法）

3 優(yōu)化后施工方案介紹

YA33-2節(jié)段實(shí)際采用優(yōu)化后方案施工，優(yōu)化后的側(cè)墻施工方案采用可行走式桁架+組合鋼模形式，側(cè)墻澆筑無(wú)須支架作為支撐系統(tǒng)采用桁架模板施工側(cè)墻工藝。

對(duì)比滿堂支架法，優(yōu)化后的方案最大不同即鋼斜撐安裝更方便省事，省去了支架拆裝工序，大大縮短工期，以YA33-2節(jié)段（30m）側(cè)墻施工為例，桁架模板法側(cè)墻施工共包括部分支架搭設(shè)4d（其中側(cè)模臺(tái)車拼裝加固2d側(cè)墻，澆筑1d，同期進(jìn)行）側(cè)墻拆模2d，鋼斜撐安裝4d，施加軸力1d，剩余支架搭設(shè)3d，7道工序，累計(jì)耗費(fèi)14工日具備進(jìn)入下道工序（混凝土支撐拆除及頂板施工）施工條件，各工序耗費(fèi)人工如表2所示。

表2 側(cè)墻施工工效分析統(tǒng)計(jì)表（桁架模板法）

4 方案比選

4.1 工期進(jìn)度

目前，明挖隧道滿堂支架施工節(jié)段共剩余13個(gè)節(jié)段，合計(jì)27個(gè)澆筑段（30m/節(jié)），原方案?jìng)?cè)墻施工作業(yè)耗時(shí)21工日，優(yōu)化后方案耗時(shí)14工日，按優(yōu)化后的側(cè)墻施工工藝重排總進(jìn)度計(jì)劃并進(jìn)行對(duì)比分析，YA28-33總工期預(yù)計(jì)節(jié)約36d，YA9-12總工期預(yù)計(jì)節(jié)約23d，YA23-25總工期預(yù)計(jì)節(jié)約21d，優(yōu)化后的側(cè)墻施工工藝可對(duì)比原方案可累計(jì)節(jié)約工期80d。

4.2 成本分析

4.2.1 模板材料

滿堂支架法側(cè)墻模板使用3mm鋼板作為面板，雙拼[10mm作為橫縱向背帶，桁架模板使用6mm鋼板做面板及[14mm作為主桁架[3]，支架法30m段側(cè)墻模板使用組合鋼模（3×3.6mm，1 151.2kg/塊）40塊，總重46.0t，桁架模板法30m段側(cè)墻模板，面板（3×3.6mm，1 415.1kg/塊）40塊，質(zhì)量為56.6t，后背桁架（495.0kg）160塊，質(zhì)量為79.2t，桁架模板法使用鋼材總質(zhì)量135.8t，優(yōu)化后的方案對(duì)比原方案需多使用鋼材約90t。

4.2.2 人工及降水運(yùn)營(yíng)成本分析

根據(jù)表1和表2可知，優(yōu)化后方案每30m澆筑節(jié)段耗費(fèi)人工對(duì)比原方案可節(jié)省人工約18人·工日，結(jié)合目前已施工節(jié)段降水運(yùn)營(yíng)情況，每作業(yè)面（150m）平均開(kāi)啟水泵臺(tái)數(shù)為21臺(tái)，結(jié)合節(jié)省工期進(jìn)度數(shù)據(jù)分析，人工及降水運(yùn)營(yíng)成本節(jié)省情況如表3所示。優(yōu)化后方案比原方案可節(jié)約人工500人·工日，節(jié)約降水臺(tái)班約1 680臺(tái)·d。

表3 人工及降水運(yùn)營(yíng)成本節(jié)省情況

根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)分析可知，優(yōu)化后的方案除了模板材料用量增加外，人工、工期及降水運(yùn)營(yíng)的費(fèi)用均有顯著減少，費(fèi)用統(tǒng)計(jì)分析如表4所示。優(yōu)化后的方案可節(jié)省直接成本費(fèi)用約60萬(wàn)元，同時(shí)節(jié)約工期80工日，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)間接成本將顯著減少。

表4 費(fèi)用統(tǒng)計(jì)分析

5 結(jié)語(yǔ)

明挖暗埋隧道非標(biāo)準(zhǔn)段側(cè)墻施工是滿堂支架主體施工的關(guān)鍵工序，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況，通過(guò)原方案及優(yōu)化后方案的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后采用桁架模板方案施工可顯著提高施工工效，同時(shí)節(jié)約相應(yīng)的人力物力成本，對(duì)后續(xù)明挖隧道施工進(jìn)度及成本控制起到了良好的作用。